JP2024024871A - electric vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain the occurrence of polarization of a battery in an electric vehicle which travels with electric power of the battery.
SOLUTION: An electric vehicle which uses a battery as a power source and a motor as a driving source, comprises a travel control device which adjusts travel speed. The travel control device repeatedly executes gentle acceleration travel and coasting travel alternatively if detecting a high load state of the battery, and increases and decreases the travel speed within a prescribed speed range interposing setting speed when traveling in constant speed by adjusting the travel speed to the setting speed.
SELECTED DRAWING: Figure 5
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動車両の走行制御に関する。 The present invention relates to running control of an electric vehicle.

近年、高速道路等で車両を設定速度で定速走行させる定速走行制御が用いられている。また、近年、レーダ手段、撮像手段、或いは、これらレーダ手段と撮像手段との併用によって自車両前方に先行車を捕捉した場合、先行車の速度が設定速度以下のときは、所定車間距離を開けて先行車に追従走行し、又、先行車の速度が設定車速よりも速く、或いは先行車が捕捉されていないときは自車両を設定車速で定速走行させるクルーズコントロール制御が用いられている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, constant speed driving control has been used on expressways and the like to cause a vehicle to travel at a constant speed at a set speed. In addition, in recent years, when a preceding vehicle is detected in front of the own vehicle using radar means, imaging means, or a combination of these radar means and imaging means, if the speed of the preceding vehicle is less than the set speed, a predetermined inter-vehicle distance may be increased. Cruise control control is used in which the vehicle follows the vehicle in front, and if the speed of the vehicle in front is faster than the set vehicle speed or the vehicle in front is not detected, the vehicle travels at a constant speed at the set vehicle speed ( For example, see Patent Document 1).

特開2017-65382号公報JP2017-65382A

ところで、近年、バッテリを電力源としモータを駆動源とする電動車両が用いられている。このような電動車両では長時間の高速走行を行うと走行中にバッテリの入出力電流が放電側ばかりになる場合がある。この場合、バッテリ内のイオンに偏りが生じて分極が発生し、内部抵抗が高くなり、バッテリの発熱量が増加する場合がある。また、これにより、バッテリの冷却能力が不足して走行出力制限等につながる場合や、バッテリの劣化につながる場合がある。 Incidentally, in recent years, electric vehicles that use batteries as a power source and motors as a drive source have been used. When such an electric vehicle runs at high speed for a long period of time, the input/output current of the battery may be on the discharging side while the vehicle is running. In this case, the ions in the battery may be biased and polarized, increasing the internal resistance and increasing the amount of heat generated by the battery. Furthermore, this may lead to insufficient cooling capacity of the battery, leading to limitations on travel output, etc., or to deterioration of the battery.

そこで、本発明は、バッテリの電力で走行する電動車両において、バッテリの分極の発生を抑制することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to suppress the occurrence of battery polarization in an electric vehicle that runs on battery power.

本発明の電動車両は、バッテリを電力源としモータを駆動源とする電動車両であって、走行速度を調整する走行制御装置を備え、前記走行制御装置は、走行速度を設定速度に調整して定速走行している際に、前記バッテリの高負荷状態を検出した場合には、緩加速走行と惰行走行とを交互に繰り返して実行し、前記設定速度を挟んだ所定の速度範囲で走行速度を増減させること、を特徴とする。 The electric vehicle of the present invention is an electric vehicle that uses a battery as a power source and a motor as a drive source, and includes a travel control device that adjusts a travel speed, and the travel control device adjusts the travel speed to a set speed. If a high load state of the battery is detected while driving at a constant speed, slow acceleration driving and coasting driving are repeated alternately, and the driving speed is maintained within a predetermined speed range sandwiching the set speed. It is characterized by increasing or decreasing.

このように、緩加速走行と惰行走行とを交互に繰り返すことにより、バッテリの放電と充電のバランスをとることができ、バッテリの入出力が放電側ばかりになることを抑制し、バッテリの分極の発生を抑制できる。これにより、バッテリの発熱量の増加や、バッテリの劣化等を抑制できる。 In this way, by alternately repeating slow acceleration driving and coasting driving, it is possible to balance battery discharging and charging, suppressing battery input and output from being too much on the discharging side, and reducing battery polarization. The occurrence can be suppressed. Thereby, an increase in the amount of heat generated by the battery, deterioration of the battery, etc. can be suppressed.

本発明の電動車両において、前記走行制御装置は、前記バッテリの高負荷状態の解除を検出した際には、前記設定速度の定速走行を実行してもよい。 In the electric vehicle of the present invention, the travel control device may execute constant speed travel at the set speed when detecting release of the high load state of the battery.

バッテリが高負荷状態から、バッテリの入出力が放電側ばかりになった場合でも分極がほとんど発生しない低負荷状態となった場合には、緩加速走行と惰行走行とを交互に繰り返す走行を停止して定速走行に戻す。これにより、低負荷状態の場合には、スムーズな定速走行を行うことができる。 If the battery changes from a high load state to a low load state where almost no polarization occurs, even if the input and output of the battery are only on the discharge side, stop driving that alternates between slow acceleration and coasting. to return to constant speed driving. As a result, smooth constant speed running can be achieved in a low load state.

本発明の電動車両において、前記バッテリの出力電流値を検出する電流センサを備え、前記走行制御装置は、前記電流センサで検出した前記バッテリの前記出力電流値の二乗値が第1閾値を超えた場合に前記バッテリの高負荷状態を検出し、前記出力電流値の前記二乗値が前記第1閾値よりも小さい第2閾値以下となった場合に前記バッテリの高負荷状態の検出を解除してもよい。 The electric vehicle of the present invention includes a current sensor that detects an output current value of the battery, and the travel control device is configured to detect when the square value of the output current value of the battery detected by the current sensor exceeds a first threshold value. If the high load state of the battery is detected, and the square value of the output current value becomes equal to or less than a second threshold value that is smaller than the first threshold value, the detection of the high load state of the battery is canceled. good.

これにより、簡便な方法でバッテリの高負荷状態の検出、解除を行うことができる。 This makes it possible to detect and release the high load state of the battery using a simple method.

本発明の電動車両において、前記バッテリの出力電流値を検出する電流センサと、前記バッテリの電圧値を検出する電圧センサと、を備え、前記走行制御装置は、前記電流センサで検出した前記バッテリの前記出力電流値と、前記電圧センサで検出した前記バッテリの前記電圧値とに基づいて、前記バッテリの出力電力値を算出し、前記出力電力値が第1基準値を超えた場合に前記バッテリの高負荷状態を検出し、前記出力電力値が前記第1基準値よりも小さい第2基準値以下となった場合に、前記バッテリの高負荷状態の解除を検出してもよい。 The electric vehicle of the present invention includes: a current sensor that detects an output current value of the battery; and a voltage sensor that detects a voltage value of the battery; An output power value of the battery is calculated based on the output current value and the voltage value of the battery detected by the voltage sensor, and when the output power value exceeds a first reference value, the output power value of the battery is calculated. When a high load state is detected and the output power value becomes equal to or less than a second reference value that is smaller than the first reference value, release of the high load state of the battery may be detected.

これにより、簡便な方法でバッテリの高負荷状態の検出、解除を行うことができる。 This makes it possible to detect and release the high load state of the battery using a simple method.

本発明は、バッテリの電力で走行する電動車両において、バッテリの分極の発生を抑制できる。 The present invention can suppress the occurrence of battery polarization in an electric vehicle that runs on battery power.

実施形態の電動車両の構成を示す系統図である。FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of an electric vehicle according to an embodiment. 図1に示す走行制御装置のメモリに格納されたバッテリの出力電流の二乗値とバッテリの負荷状態との関係を示すマップである。2 is a map showing the relationship between the square value of the battery output current stored in the memory of the travel control device shown in FIG. 1 and the load state of the battery. 図1に示す走行制御装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the travel control device shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す電動車両の走行制御動作を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a travel control operation of the electric vehicle shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す電動車両の時間に対する走行速度と、バッテリ入出力電流の変化を示すグラフである。2 is a graph showing the running speed of the electric vehicle shown in FIG. 1 with respect to time and changes in battery input/output current. 図1に示す走行制御装置のメモリに格納されたバッテリの出力電力とバッテリの負荷状態との関係を示すマップである。2 is a map showing the relationship between the battery output power and the battery load state stored in the memory of the travel control device shown in FIG. 1. FIG.

図1に示すように、実施形態の電動車両100は、バッテリ11と、インバータ12と、電動車両100の駆動源のモータ15と、走行制御装置30とを備えている。 As shown in FIG. 1, the electric vehicle 100 of the embodiment includes a battery 11, an inverter 12, a motor 15 as a drive source of the electric vehicle 100, and a travel control device 30.

バッテリ11は、直流電力を供給する電力源である。インバータ12は、バッテリ11に接続され、バッテリ11から入力された直流電力を三相交流電力に変換してモータ15に供給すると共に、モータ15から入力された三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ11を充電する。インバータ12は内部に設けられた複数のスイッチング素子をオン/オフ動作させることによって電力の変換を行う。モータ15の駆動力は、モータ15の出力軸16からギヤ17を介してトランスアクスル18に伝達され、電動車両100の車輪19を駆動する。 The battery 11 is a power source that supplies DC power. The inverter 12 is connected to the battery 11, converts the DC power input from the battery 11 into three-phase AC power and supplies it to the motor 15, and also converts the three-phase AC power input from the motor 15 into DC power. to charge the battery 11. The inverter 12 converts power by turning on/off a plurality of internally provided switching elements. The driving force of the motor 15 is transmitted from the output shaft 16 of the motor 15 to the transaxle 18 via the gear 17 to drive the wheels 19 of the electric vehicle 100.

バッテリ11とインバータ12との間には、バッテリ11の出力電流値IBを検出する電流センサ21と、バッテリ11の電圧値VBを検出する電圧センサ22とが配置されている。また、インバータ12とモータ15との間の高圧ケーブルには、三相交流電力のV相電流値Ivを検出するV相電流センサ23と、W相電流値Iwを検出するW相電流センサ24とが取り付けられている。また、モータ15の出力軸16には、出力軸16の回転角度位置θを検出するレゾルバ25が取り付けられている。また、トランスアクスル18には、電動車両100の車速Vを検出する車速センサ26が取り付けられている。 A current sensor 21 that detects an output current value IB of the battery 11 and a voltage sensor 22 that detects a voltage value VB of the battery 11 are arranged between the battery 11 and the inverter 12. Further, the high-voltage cable between the inverter 12 and the motor 15 includes a V-phase current sensor 23 that detects the V-phase current value Iv of the three-phase AC power, and a W-phase current sensor 24 that detects the W-phase current value Iw. is installed. Furthermore, a resolver 25 is attached to the output shaft 16 of the motor 15 to detect the rotational angular position θ of the output shaft 16. Further, a vehicle speed sensor 26 that detects the vehicle speed V of the electric vehicle 100 is attached to the transaxle 18 .

走行制御装置30は、内部の情報処理を行うプロセッサであるCPU31と、動作プログラムや制御データ等を格納するメモリ32とを備えるコンピュータである。走行制御装置30には、電流センサ21、電圧センサ22、V相電流センサ23、W相電流センサ24、レゾルバ25、車速センサ26が検出したバッテリ11の出力電流値IB、電圧値VB、V相電流値Iv、W相電流値Iw、モータ15の出力軸16の回転角度位置θ、車速Vが入力される。また、走行制御装置30には、電動車両100のアクセル開度、ブレーキ開度が入力される。更に、走行制御装置30には、クルーズコントロールスイッチからのクルーズコントロールのON/OFF信号と、速度設定スイッチからの定速走行の設定速度Vsと、先行車監視装置からの先行車速度及び先行車距離と、が入力される。クルーズコントロールスイッチと速度設定スイッチは、例えば、ハンドルに取り付けられており、運転者の各スイッチの操作により、クルーズコントロールのON/OFF信号と設定速度Vsとが入力される。先行車監視装置は、例えば、レーダでもよいし、レーダとカメラとで構成されてもよい。走行制御装置30の詳細構成については、後で図3を参照しながら説明する。 The travel control device 30 is a computer that includes a CPU 31, which is a processor that performs internal information processing, and a memory 32 that stores operating programs, control data, and the like. The driving control device 30 includes the output current value IB, voltage value VB, and V-phase output current value of the battery 11 detected by the current sensor 21, voltage sensor 22, V-phase current sensor 23, W-phase current sensor 24, resolver 25, and vehicle speed sensor 26. Current value Iv, W-phase current value Iw, rotation angle position θ of output shaft 16 of motor 15, and vehicle speed V are input. Further, the accelerator opening degree and the brake opening degree of the electric vehicle 100 are input to the driving control device 30 . Furthermore, the cruise control device 30 receives the cruise control ON/OFF signal from the cruise control switch, the set speed Vs for constant speed driving from the speed setting switch, and the speed and distance of the preceding vehicle from the preceding vehicle monitoring device. is input. The cruise control switch and the speed setting switch are attached to the steering wheel, for example, and the ON/OFF signal of the cruise control and the set speed Vs are inputted by the driver's operation of each switch. The preceding vehicle monitoring device may be, for example, a radar, or may be composed of a radar and a camera. The detailed configuration of the travel control device 30 will be explained later with reference to FIG. 3.

走行制御装置30は、メモリ32の内部に図2に示すようなバッテリ11の出力電流値IBの二乗値IBとバッテリ11の負荷状態との関係を示すマップ33を格納している。マップ33は、電流センサ21で検出したバッテリ11の出力電流値IBの二乗値IBが第1閾値を超えた場合にバッテリ11の高負荷状態を検出し、出力電流値IBの二乗値IBが第1閾値よりも小さい第2閾値以下となった場合にバッテリ11の高負荷状態の検出を解除し、低負荷状態を検出する。高負荷状態とは、バッテリ11の入出力が放電側ばかりになった場合に分極が発生する可能性がある負荷状態である。低負荷状態は、バッテリ11の入出力が放電側ばかりになった場合でも分極がほとんど発生しない負荷状態である。 The travel control device 30 stores in the memory 32 a map 33 showing the relationship between the square value IB2 of the output current value IB of the battery 11 and the load state of the battery 11 as shown in FIG. The map 33 detects a high load state of the battery 11 when the square value IB2 of the output current value IB of the battery 11 detected by the current sensor 21 exceeds the first threshold value, and calculates the square value IB2 of the output current value IB. becomes equal to or less than a second threshold value, which is smaller than the first threshold value, the detection of the high load state of the battery 11 is canceled and the low load state of the battery 11 is detected. The high load state is a load state in which polarization may occur when the input and output of the battery 11 is only on the discharge side. The low load state is a load state in which almost no polarization occurs even when the input and output of the battery 11 is only on the discharge side.

次に図3を参照しながら走行制御装置30の詳細構成について説明する。図3に示すように、走行制御装置30は、クルーズ制御部35と、バッテリ監視部36と、緩加減速制御部37と、インバータ制御部38の4つの機能ブロックを備えている。各機能ブロックは、図1に示すCPU31がメモリ32に格納されているプログラムを実行することにより実現できる。 Next, the detailed configuration of the travel control device 30 will be described with reference to FIG. 3. As shown in FIG. 3, the travel control device 30 includes four functional blocks: a cruise control section 35, a battery monitoring section 36, a gradual acceleration/deceleration control section 37, and an inverter control section 38. Each functional block can be realized by the CPU 31 shown in FIG. 1 executing a program stored in the memory 32.

インバータ制御部38には、バッテリ11の出力電流値IB、電圧値VB、V相電流値Iv、W相電流値Iw、モータ15の出力軸16の回転角度位置θ、車速Vと、アクセル開度、ブレーキ開度が入力される。インバータ制御部38は、これらの入力データに基づいて、インバータ12の内部に設けられた複数のスイッチング素子をオン/オフさせるインバータ駆動指令を生成してインバータ12に出力する。インバータ12は、インバータ制御部38から入力されたインバータ駆動指令に基づいて内部に設けられた複数のスイッチング素子をオン/オフ動作させて直流電力を三相交流電力に変換してモータ15を駆動する。 The inverter control unit 38 stores the output current value IB of the battery 11, the voltage value VB, the V-phase current value Iv, the W-phase current value Iw, the rotation angle position θ of the output shaft 16 of the motor 15, the vehicle speed V, and the accelerator opening. , the brake opening degree is input. Based on these input data, the inverter control unit 38 generates an inverter drive command for turning on/off a plurality of switching elements provided inside the inverter 12 and outputs it to the inverter 12. The inverter 12 turns on/off a plurality of internally provided switching elements based on an inverter drive command input from the inverter control unit 38, converts DC power into three-phase AC power, and drives the motor 15. .

クルーズ制御部35には、クルーズコントロールのON/OFF信号と、定速走行の設定速度Vsと、先行車速度と、先行車距離とが入力される。クルーズ制御部35は、これらの入力データに基づいて、走行速度信号を生成してインバータ制御部38と緩加減速制御部37とに出力する。クルーズ制御部35は、クルーズコントロールのON信号と設定速度Vsとが入力されている状態で先行車を捕捉した場合、先行車の速度が設定速度Vs以下のときに所定車間距離を開けて先行車に追従して電動車両100を走行させる追従走行制御を行う。また、クルーズコントロールのON信号と設定速度Vsとが入力されている状態で、先行車の速度が設定速度Vsよりも速く、或いは先行車が捕捉されていないときに電動車両100を設定速度Vsで定速走行させる定速走行制御を行う。追従走行制御の場合には、クルーズ制御部35は、走行速度信号として先行車の速度に応じた変動速度をインバータ制御部38と緩加減速制御部37とに出力する。また、定速走行制御の場合には、クルーズ制御部35は、走行速度信号として設定速度Vsをインバータ制御部38と緩加減速制御部37とに出力する。インバータ制御部38は、クルーズ制御部35から変動速度が入力された場合には、アクセル開度、ブレーキ開度を用いずに、車速Vが変動速度となるようなインバータ駆動指令を生成して出力する。これにより電動車両100は、クルーズ制御部35から入力された変動速度で先行車に追従走行する。インバータ制御部38は、クルーズ制御部35から設定速度Vsが入力された場合には、アクセル開度、ブレーキ開度を用いずに、車速Vが設定速度Vsとなるようなインバータ駆動指令を生成して出力する。これにより電動車両100は、設定速度Vsで定速走行する。 The cruise control unit 35 receives the cruise control ON/OFF signal, the set speed Vs for constant speed driving, the speed of the preceding vehicle, and the distance of the preceding vehicle. The cruise control section 35 generates a traveling speed signal based on these input data and outputs it to the inverter control section 38 and the slow acceleration/deceleration control section 37. When the cruise control unit 35 captures a preceding vehicle while the cruise control ON signal and the set speed Vs are input, the cruise control unit 35 opens a predetermined inter-vehicle distance and approaches the preceding vehicle when the speed of the preceding vehicle is less than the set speed Vs. Follow-up travel control is performed to cause the electric vehicle 100 to travel while following. Furthermore, when the ON signal of the cruise control and the set speed Vs are input, and the speed of the preceding vehicle is faster than the set speed Vs, or when the preceding vehicle is not captured, the electric vehicle 100 is moved at the set speed Vs. Performs constant speed driving control to drive at a constant speed. In the case of follow-up travel control, the cruise control section 35 outputs a variable speed according to the speed of the preceding vehicle to the inverter control section 38 and the gradual acceleration/deceleration control section 37 as a traveling speed signal. Further, in the case of constant speed traveling control, the cruise control section 35 outputs the set speed Vs to the inverter control section 38 and the gradual acceleration/deceleration control section 37 as a traveling speed signal. When the variable speed is input from the cruise control section 35, the inverter control section 38 generates and outputs an inverter drive command such that the vehicle speed V becomes the variable speed without using the accelerator opening or the brake opening. do. As a result, electric vehicle 100 follows the preceding vehicle at the variable speed input from cruise control unit 35 . When the set speed Vs is input from the cruise control unit 35, the inverter control unit 38 generates an inverter drive command so that the vehicle speed V becomes the set speed Vs without using the accelerator opening or the brake opening. and output it. As a result, electric vehicle 100 travels at a constant speed at set speed Vs.

バッテリ監視部36には、バッテリ11の出力電流値IBと電圧値VBとが入力される。バッテリ監視部36は入力されたバッテリ11の出力電流値IBの二乗値IBを算出し、図2を参照して説明したマップ33を用いてバッテリ11の負荷状態が高負荷状態か低負荷状態かを検出し、検出したバッテリ11の状態をバッテリ状態信号として緩加減速制御部37に出力する。 The output current value IB and voltage value VB of the battery 11 are input to the battery monitoring unit 36 . The battery monitoring unit 36 calculates the square value IB2 of the input output current value IB of the battery 11, and uses the map 33 described with reference to FIG. 2 to determine whether the load state of the battery 11 is a high load state or a low load state. and outputs the detected state of the battery 11 to the gradual acceleration/deceleration control section 37 as a battery state signal.

緩加減速制御部37は、クルーズ制御部35から入力された走行速度信号が設定速度Vsで、バッテリ監視部36から入力されたバッテリ状態信号が高負荷状態の場合に、設定速度Vsとインバータ制御部38から入力される車速Vとに基づいて、緩加速走行指令又は惰行走行指令を生成してインバータ制御部38に出力する。インバータ制御部38は、緩加減速制御部37から緩加速走行指令又は惰行走行指令が入力された場合には、アクセル開度、ブレーキ開度、クルーズ制御部35から入力された走行速度信号を用いずに、緩加減速制御部37から入力された緩加速走行指令又は惰行走行指令に基づいて、インバータ駆動指令を生成してインバータ12を駆動する。 When the traveling speed signal inputted from the cruise control section 35 is the set speed Vs and the battery status signal inputted from the battery monitoring section 36 is in a high load state, the gradual acceleration/deceleration control section 37 controls the set speed Vs and the inverter control. Based on the vehicle speed V input from the section 38, a slow acceleration running command or a coasting running command is generated and output to the inverter control section 38. When a slow acceleration running command or a coasting running command is input from the slow acceleration/deceleration control unit 37, the inverter control unit 38 uses the accelerator opening, the brake opening, and the running speed signal input from the cruise control unit 35. Based on the slow acceleration running command or the coasting running command input from the slow acceleration/deceleration control unit 37, an inverter drive command is generated to drive the inverter 12.

次に、図4、5を参照しながら実施形態の電動車両100の走行動作について説明する。 Next, the running operation of the electric vehicle 100 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4のステップS101に示すように、クルーズ制御部35は、クルーズコントロールスイッチからクルーズコントロールONの信号が入力されているか判断する。そして、図4のステップS101でNOと判断した場合には、図3のステップS101を繰り返し実行する。クルーズ制御部35は、図4のステップS101でYESと判断した場合には、クルーズ制御を開始する。クルーズ制御部35は、定速走行制御を行う場合には、設定速度Vsを走行速度信号として緩加減速制御部37とインバータ制御部38とに出力し、追従走行制御を行う場合には、変動速度を走行速度信号として緩加減速制御部37とインバータ制御部38とに出力する。インバータ制御部38は、走行速度信号に基づいてインバータ駆動指令を生成してインバータ12に出力し、電動車両100を定速走行又は追従走行させる。 As shown in step S101 in FIG. 4, the cruise control unit 35 determines whether a cruise control ON signal is input from the cruise control switch. If the determination in step S101 in FIG. 4 is NO, step S101 in FIG. 3 is repeatedly executed. When the cruise control unit 35 determines YES in step S101 of FIG. 4, it starts cruise control. The cruise control section 35 outputs the set speed Vs as a traveling speed signal to the gradual acceleration/deceleration control section 37 and the inverter control section 38 when performing constant speed traveling control, and outputs the set speed Vs as a traveling speed signal to the gradual acceleration/deceleration control section 37 and the inverter control section 38 when performing follow-up traveling control. The speed is output as a traveling speed signal to the slow acceleration/deceleration control section 37 and the inverter control section 38. Inverter control unit 38 generates an inverter drive command based on the traveling speed signal and outputs it to inverter 12 to cause electric vehicle 100 to travel at a constant speed or follow-up.

緩加減速制御部37は、電動車両100が定速走行中かどうか判断する。緩加減速制御部37は、クルーズ制御部35から走行速度信号として設定速度Vsが入力されている場合には、図4のステップS102でYESと判断して図4のステップS103に進む。一方、クルーズ制御部35から走行速度信号として変動速度が入力されている場合には、図4のステップS102でNOと判断して、クルーズ制御部35から走行速度信号として設定速度Vsが入力されるまで待機する。 Slow acceleration/deceleration control section 37 determines whether electric vehicle 100 is traveling at a constant speed. If the set speed Vs is input as the traveling speed signal from the cruise control section 35, the gradual acceleration/deceleration control section 37 determines YES in step S102 of FIG. 4 and proceeds to step S103 of FIG. On the other hand, if the variable speed is inputted as the traveling speed signal from the cruise control section 35, NO is determined in step S102 in FIG. 4, and the set speed Vs is inputted as the traveling speed signal from the cruise control section 35. Wait until.

緩加減速制御部37は、図4のステップS103でバッテリ監視部36から高負荷状態のバッテリ状態信号が入力されたかどうかを判断する。緩加減速制御部37は、図4のステップS103でYESと判断した場合には、図4のステップS104に進み、設定速度Vsとインバータ制御部38から入力される車速Vとに基づいて、緩加速走行指令又は惰行走行指令を生成してインバータ制御部38に出力する。 The gradual acceleration/deceleration control section 37 determines whether a battery state signal indicating a high load state has been input from the battery monitoring section 36 in step S103 of FIG. When the gradual acceleration/deceleration control unit 37 determines YES in step S103 of FIG. 4, the process proceeds to step S104 of FIG. An acceleration running command or a coasting running command is generated and output to the inverter control unit 38.

緩加速走行指令は、図5の上側のグラフに示すように、車速Vが設定速度Vsを挟んだ所定の速度範囲となるように、車速Vを緩やかに増減させる指令である。図5の上のグラフに示すように、緩加減速制御部37は、図4のステップS103でYESと判断した時刻t0から時刻t1までの間、車速Vを設定速度Vsから緩やかに加速して所定の速度範囲の上限速度V1まで加速する緩加速走行指令を出力する。インバータ制御部38は、この緩加速走行指令に基づいて、バッテリ11からモータ15への供給電力を増加させるようにインバータ12のスイッチング素子のオン/オフ動作を制御するようなインバータ駆動指令をインバータ12に出力する。これにより、バッテリ11からモータ15に供給される電力が大きくなり、電動車両100の車速Vが上昇していく。この際、図5の下側のグラフに示すように、バッテリ11の出力電流値IBは放電側で次第に大きくなっていく。 The gentle acceleration driving command is a command to gradually increase or decrease the vehicle speed V so that the vehicle speed V falls within a predetermined speed range sandwiching the set speed Vs, as shown in the upper graph of FIG. As shown in the upper graph of FIG. 5, the gradual acceleration/deceleration control unit 37 gently accelerates the vehicle speed V from the set speed Vs from time t0, which is determined to be YES in step S103 of FIG. 4, to time t1. A slow acceleration driving command to accelerate to the upper limit speed V1 of a predetermined speed range is output. Based on this slow acceleration driving command, the inverter control unit 38 issues an inverter drive command to the inverter 12 to control the on/off operation of the switching elements of the inverter 12 so as to increase the power supplied from the battery 11 to the motor 15. Output to. As a result, the electric power supplied from the battery 11 to the motor 15 increases, and the vehicle speed V of the electric vehicle 100 increases. At this time, as shown in the lower graph of FIG. 5, the output current value IB of the battery 11 gradually increases on the discharge side.

図5の上側のグラフに示すように、時刻t1に車速Vが上限速度V1となったら、緩加減速制御部37は、車速Vが上限速度V1から緩やかに低下するような惰行走行指令をインバータ制御部38に出力する。この惰行走行指令により、インバータ制御部38は、図5の下側のグラフに示すように、バッテリ11の出力電流値IBが時刻t1の放電電流IB1から充電電流IBcとなるように、インバータ12のスイッチング素子のオン/オフ動作を制御するインバータ駆動指令を生成してインバータ12に出力する。これにより、モータ15は緩やかな回生駆動状態となり所定の充電電流IBcがバッテリ11に充電される。そして、電動車両100は、車速Vが上限速度V1から緩やかに低下する惰行走行となる。車速Vが下限速度V2まで低下したら、緩加減速制御部37は、車速Vを下限速度V2から上限速度V1まで緩やかに増加させる緩加速走行指令をインバータ制御部38に出力する。これにより、インバータ制御部38は、バッテリ11からモータ15への供給電力を増加させるようにインバータ12のスイッチング素子のオン/オフ動作を制御するようなインバータ駆動指令をインバータ12に出力する。これにより、時刻t2にバッテリ11の出力電流値IBは充電電流IBcから放電電流IB2となり、その後、車速Vの増加と共に大きくなる。そして、電動車両100は緩やかに加速する。 As shown in the upper graph of FIG. 5, when the vehicle speed V reaches the upper limit speed V1 at time t1, the gradual acceleration/deceleration control unit 37 issues a coasting command to the inverter so that the vehicle speed V gradually decreases from the upper limit speed V1. It is output to the control section 38. With this coasting command, the inverter control unit 38 controls the inverter 12 so that the output current value IB of the battery 11 changes from the discharging current IB1 at time t1 to the charging current IBc, as shown in the lower graph of FIG. An inverter drive command for controlling the on/off operation of the switching elements is generated and output to the inverter 12. As a result, the motor 15 enters a gentle regenerative drive state, and the battery 11 is charged with a predetermined charging current IBc. Then, the electric vehicle 100 coasts in which the vehicle speed V gradually decreases from the upper limit speed V1. When the vehicle speed V decreases to the lower limit speed V2, the slow acceleration/deceleration control section 37 outputs a slow acceleration driving command to the inverter control section 38 to gradually increase the vehicle speed V from the lower limit speed V2 to the upper limit speed V1. Thereby, the inverter control unit 38 outputs an inverter drive command to the inverter 12 to control the on/off operation of the switching elements of the inverter 12 so as to increase the power supplied from the battery 11 to the motor 15. As a result, the output current value IB of the battery 11 changes from the charging current IBc to the discharging current IB2 at time t2, and thereafter increases as the vehicle speed V increases. Then, electric vehicle 100 accelerates slowly.

このように、緩加減速制御部37が出力する緩加速走行指令と惰行走行指令により、インバータ制御部38は、緩加速走行と惰行走行を交互に繰り返して所定の範囲で車速Vを増減させ、バッテリ11の放電と充電とが交互に行われる。 In this way, the inverter control unit 38 alternately repeats slow acceleration running and coasting running to increase or decrease the vehicle speed V within a predetermined range, according to the slow acceleration running command and the coasting running command output by the slow acceleration/deceleration control unit 37. The battery 11 is alternately discharged and charged.

緩加減速制御部37は、図4のステップS105でバッテリ監視部36から入力されるバッテリ状態信号が低負荷状態かどうかを判断する。そして図4のステップS105でNOと判断した場合には、図5のステップS104に戻って緩加速走行指令と惰行走行指令の生成と出力を続ける。一方、図5のステップS105でYESと判断した場合には、緩加減速制御部37は、緩加速走行指令と惰行走行指令を停止する。 The gradual acceleration/deceleration control unit 37 determines whether the battery status signal input from the battery monitoring unit 36 is in a low load state in step S105 of FIG. If the determination in step S105 in FIG. 4 is NO, the process returns to step S104 in FIG. 5 to continue generating and outputting the slow acceleration command and the coasting command. On the other hand, if it is determined YES in step S105 of FIG. 5, the slow acceleration/deceleration control section 37 stops the slow acceleration running command and the coasting running command.

また、緩加減速制御部37は、図4のステップS103でNOと判断した場合には、緩加速走行指令と惰行走行指令の生成と出力を行わない。 Moreover, when the slow acceleration/deceleration control unit 37 determines NO in step S103 of FIG. 4, it does not generate or output the slow acceleration running command and the coasting running command.

このように、緩加減速制御部37が緩加速走行指令と惰行走行指令の生成と出力を行わない場合には、インバータ制御部38には、クルーズ制御部35から走行速度信号として設定速度Vsが入力されている。そしてインバータ制御部38は、図5のステップS106において、電動車両100が設定速度Vsで定速走行するようにインバータ12を制御するインバータ駆動指令を出力する。 In this way, when the slow acceleration/deceleration control section 37 does not generate and output the slow acceleration running command and the coasting running command, the inverter control section 38 receives the set speed Vs from the cruise control section 35 as a running speed signal. It has been entered. Then, in step S106 of FIG. 5, inverter control unit 38 outputs an inverter drive command to control inverter 12 so that electric vehicle 100 travels at a constant speed of set speed Vs.

インバータ制御部38は、クルーズ制御部35から走行指令信号として設定速度Vsが入力されている場合には、図7のステップS107でNOと判断して図5のステップS103に戻る。一方、インバータ制御部38は、クルーズ制御部35から走行指令信号として変動速度が入力された場合には、図7のステップS107でYESと判断して図4のステップS108に進み、変動速度に応じて車速Vを変化させるようなインバータ駆動指令を生成してインバータ12に出力する。これにより電動車両100は追従走行する。 If the set speed Vs is inputted as the travel command signal from the cruise control unit 35, the inverter control unit 38 determines NO in step S107 of FIG. 7 and returns to step S103 of FIG. 5. On the other hand, when the variable speed is input as a travel command signal from the cruise control section 35, the inverter control section 38 determines YES in step S107 of FIG. 7, proceeds to step S108 of FIG. 4, and responds to the variable speed. An inverter drive command that changes the vehicle speed V is generated and output to the inverter 12. As a result, electric vehicle 100 follows the vehicle.

インバータ制御部38は、クルーズ制御部35から走行速度信号の入力が継続している場合には、図4のステップS109でNOと判断して図4のステップS102に戻って動作を継続する。一方、インバータ制御部38は、クルーズ制御部35から走行速度信号の入力がなくなった場合には、図4のステップS109でYESと判断して処理を終了する。 If the traveling speed signal continues to be input from the cruise control unit 35, the inverter control unit 38 determines NO in step S109 of FIG. 4, returns to step S102 of FIG. 4, and continues the operation. On the other hand, when the traveling speed signal is no longer input from the cruise control section 35, the inverter control section 38 determines YES in step S109 of FIG. 4 and ends the process.

以上説明したように、電動車両100は、緩加速走行と惰行走行とを交互に繰り返すことにより、バッテリ11の放電と充電のバランスをとることができ、バッテリ11の入出力が放電側ばかりになることを抑制し、バッテリ11の分極の発生を抑制できる。これにより、バッテリ11の発熱量の増加や、バッテリ11の劣化等を抑制できる。 As explained above, the electric vehicle 100 can maintain a balance between discharging and charging the battery 11 by alternately repeating slow acceleration running and coasting running, so that the input and output of the battery 11 is only on the discharging side. Therefore, the occurrence of polarization of the battery 11 can be suppressed. Thereby, an increase in the amount of heat generated by the battery 11, deterioration of the battery 11, etc. can be suppressed.

また、電動車両100は、バッテリ11が高負荷状態から、バッテリ11の入出力が放電側ばかりになった場合でも分極はほとんど発生しない低負荷状態となった場合には、緩加速走行と惰行走行とを交互に繰り返す走行を停止して定速走行に戻す。これにより、低負荷状態の場合には、スムーズな定速走行を行うことができる。 Furthermore, when the battery 11 changes from a high load state to a low load state where almost no polarization occurs even if the input/output of the battery 11 becomes only on the discharge side, the electric vehicle 100 can perform slow acceleration running and coasting running. Stops driving and returns to constant speed driving. As a result, smooth constant speed running can be achieved in a low load state.

以上説明した走行制御装置30はメモリ32の中に図2を参照して説明したマップ33を格納しているとして説明したがこれに限らない。例えば、図6に示すように、バッテリ11の出力電力値WBとバッテリ11の負荷状態との関係を示すマップ34をメモリ32の中に格納するようにしてもよい。この場合、バッテリ監視部36は、電流センサ21で検出したバッテリ11の出力電流値IBと、電圧センサ22で検出したバッテリ11の電圧値VBとに基づいて、バッテリ11の出力電力値WBを算出する。そしてバッテリ監視部36は、マップ34に基づいて、出力電力値WBが第1基準値を超えた場合にバッテリ11の高負荷状態を検出し、出力電力値WBが第1基準値よりも小さい第2基準値以下となった場合に、バッテリ11の高負荷状態が解除されて低負荷状態となったことを検出するようにしてもよい。 Although the travel control device 30 described above has been described as storing the map 33 described with reference to FIG. 2 in the memory 32, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, a map 34 showing the relationship between the output power value WB of the battery 11 and the load state of the battery 11 may be stored in the memory 32. In this case, the battery monitoring unit 36 calculates the output power value WB of the battery 11 based on the output current value IB of the battery 11 detected by the current sensor 21 and the voltage value VB of the battery 11 detected by the voltage sensor 22. do. Based on the map 34, the battery monitoring unit 36 detects a high load state of the battery 11 when the output power value WB exceeds the first reference value, and detects a high load state of the battery 11 when the output power value WB is smaller than the first reference value. It may also be possible to detect that the high load state of the battery 11 has been canceled and the battery 11 has entered a low load state when the value is equal to or less than two reference values.

また、走行制御装置30のクルーズ制御部35は、追従走行制御と定速走行制御を行うとして説明したが、これに限らず、定速走行制御のみを行うように構成してもよい。また、クルーズ制御部35に代えて、電動車両100の操舵、加減速等の運転を自動的に行う自動運転装置を備え、緩加減速制御部37、インバータ制御部38は自動運転装置が自動運転モードにセットされた際に、自動運転装置から走行速度信号が入力されるようにしてもよい。 Furthermore, although the cruise control unit 35 of the cruise control device 30 has been described as performing follow-up travel control and constant speed travel control, the cruise control unit 35 is not limited to this, and may be configured to perform only constant speed travel control. In addition, in place of the cruise control section 35, an automatic driving device is provided that automatically performs steering, acceleration/deceleration, etc. of the electric vehicle 100, and the slow acceleration/deceleration control section 37 and the inverter control section 38 are controlled by the automatic driving device. When the mode is set, a traveling speed signal may be input from the automatic driving device.

11 バッテリ、12 インバータ、15 モータ、16 出力軸、17 ギヤ、18 トランスアクスル、19 車輪、21 電流センサ、22 電圧センサ、23 V相電流センサ、24 W相電流センサ、25 レゾルバ、26 車速センサ、30 走行制御装置、31 CPU、32 メモリ、33,34 マップ、35 クルーズ制御部、36 バッテリ監視部、37 緩加減速制御部、38 インバータ制御部、100 電動車両。 11 battery, 12 inverter, 15 motor, 16 output shaft, 17 gear, 18 transaxle, 19 wheels, 21 current sensor, 22 voltage sensor, 23 V-phase current sensor, 24 W-phase current sensor, 25 resolver, 26 vehicle speed sensor, 30 travel control device, 31 CPU, 32 memory, 33, 34 map, 35 cruise control section, 36 battery monitoring section, 37 gradual acceleration/deceleration control section, 38 inverter control section, 100 electric vehicle.

Claims (4)

バッテリを電力源としモータを駆動源とする電動車両であって、
走行速度を調整する走行制御装置を備え、
前記走行制御装置は、走行速度を設定速度に調整して定速走行している際に、前記バッテリの高負荷状態を検出した場合には、
緩加速走行と惰行走行とを交互に繰り返して実行し、前記設定速度を挟んだ所定の速度範囲で走行速度を増減させること、
を特徴とする電動車両。
An electric vehicle that uses a battery as a power source and a motor as a drive source,
Equipped with a travel control device that adjusts travel speed,
When the traveling control device detects a high load state of the battery while traveling at a constant speed with the traveling speed adjusted to a set speed,
Alternately repeating slow acceleration running and coasting running, increasing/decreasing the running speed within a predetermined speed range sandwiching the set speed;
An electric vehicle featuring
請求項1に記載の電動車両であって、
前記走行制御装置は、前記バッテリの高負荷状態の解除を検出した際には、前記設定速度の定速走行を実行すること、
を特徴とする電動車両。
The electric vehicle according to claim 1,
The travel control device executes constant speed travel at the set speed when detecting cancellation of the high load state of the battery;
An electric vehicle featuring
請求項1又は2に記載の電動車両であって、
前記バッテリの出力電流値を検出する電流センサを備え、
前記走行制御装置は、
前記電流センサで検出した前記バッテリの前記出力電流値の二乗値が第1閾値を超えた場合に前記バッテリの高負荷状態を検出し、
前記出力電流値の前記二乗値が前記第1閾値よりも小さい第2閾値以下となった場合に前記バッテリの高負荷状態の検出を解除すること、
を特徴とする電動車両。
The electric vehicle according to claim 1 or 2,
comprising a current sensor that detects an output current value of the battery,
The travel control device includes:
detecting a high load state of the battery when the square value of the output current value of the battery detected by the current sensor exceeds a first threshold;
Canceling the detection of the high load state of the battery when the square value of the output current value becomes equal to or less than a second threshold value that is smaller than the first threshold value;
An electric vehicle featuring
請求項1又は2に記載の電動車両であって、
前記バッテリの出力電流値を検出する電流センサと、
前記バッテリの電圧値を検出する電圧センサと、を備え、
前記走行制御装置は、前記電流センサで検出した前記バッテリの前記出力電流値と、前記電圧センサで検出した前記バッテリの前記電圧値とに基づいて、前記バッテリの出力電力値を算出し、
前記出力電力値が第1基準値を超えた場合に前記バッテリの高負荷状態を検出し、
前記出力電力値が前記第1基準値よりも小さい第2基準値以下となった場合に、前記バッテリの高負荷状態の解除を検出すること、
を特徴とする電動車両。
The electric vehicle according to claim 1 or 2,
a current sensor that detects an output current value of the battery;
A voltage sensor that detects the voltage value of the battery,
The travel control device calculates the output power value of the battery based on the output current value of the battery detected by the current sensor and the voltage value of the battery detected by the voltage sensor,
detecting a high load state of the battery when the output power value exceeds a first reference value;
detecting release of the high load state of the battery when the output power value becomes equal to or less than a second reference value that is smaller than the first reference value;
An electric vehicle featuring
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